InGaN / GaN 다중양자 우물의 나노스케일 V형 피트

InGaN / GaN 다중양자 우물의 나노스케일 V형 피트

GaN 기반 발광다이오드(LED) 고체 조명은 높은 변환 효율, 긴 수명, 친환경성 등의 장점이 있어 최근 가장 중요한 조명 기술로 자리 잡고 있다. 천연 GaN 기판이 없기 때문에 GaN 기반 LED 구조는 일반적으로 (0001) c면 사파이어 기판에서 제조됩니다. TD(threading dislocations)는 사파이어 기판 사이의 격자 상수와 열팽창 계수의 불일치로 인해 형성되는 계면 에너지 차이에 의해 발생합니다. TD에 의한 조밀한 비방사성 재결합 중심은 발광 소자의 양자 효율을 심각하게 감소시킨다. 일반적으로 TD를 따라 InGaN/GaN 다중 양자 우물(MQW)에서 열린 육각형, 역 피라미드 및 (10-11)면이 있는 측벽을 갖는 V자형 피트(V 피트)를 관찰할 수 있습니다.

1. LED 웨이퍼 단면의 V자형 피트는 무엇입니까?

After successfully etched some test patterns in our GaN LED wafers, we took some SEM images of mesa cross-sections. However, we spotted an unusual shape in some of the images as follows:

첫 번째 에칭된 메사의 SEM 이미지op p-GaN 층이 이상한 모양을 가짐 - V pit

전에 이런 것을 본 적이 있습니까? 그것이 무엇인지 알고 있습니까?

사실, 모든 GaN LED 웨이퍼가 LED 에피택시 성장 중에 이를 생성하는 것은 매우 정상적이며, 이를 v-피트(V자형 피트) 또는 V 결함이라고 합니다. 그래야만 LED 구조가 빛을 발할 수 있습니다. 그리고 V 피트는 p-GaN 층으로 채워진다.

V자형 구덩이에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 금속 유기 화학 증착에 의해 성장한 질화물 필름에서 V자형 피트의 형성

2. GaN LED 웨이퍼에서 V Pit의 영향

이전 연구에서는 LED 구조에 내장된 MQW 아래의 미리 변형된 레이어 또는 초격자(SLS)가 레이어의 변형을 완화할 수 있다고 주장했습니다. 그러나 더 많은 SLS 쌍이 변형 에너지를 축적합니다. 그런 다음 부분 변형 완화로 인해 V 피트가 형성됩니다. V-pit 크기는 약 200-250nm에서 최적화되었으며 개방 각도는 60°입니다. 일부 보고서에 따르면 V자형 피트는 비방사성 재결합을 억제하고 발광 효율을 개선하는 데 도움이 되는 등 InGaN 기반 LED에서 긍정적인 역할을 할 수 있습니다.

일부 과학자들은 인터페이스 변형 에너지와 전위를 신중하게 제어하고 설계하여 InGaN 기반 청색 LED의 효율성을 높임으로써 전기적 및 광학적 특성을 개선했습니다. 고각 원형 암시야 주사 투과 전자 현미경과 원자 프로브 단층 촬영을 사용하여 V 피트의 경사 영역에 얇은 양자 우물의 존재를 확인했으며, 그 두께와 In 농도는 평평한 영역보다 훨씬 낮습니다. 이는 V자형 피트의 나사 전위가 전하의 측면 이동을 위한 에너지 장벽으로 작용함을 나타냅니다. V 피트의 영향과 (1011) 평면에서 파생된 에너지 장벽에 대해 설명합니다. InGaN QW의 더 높은 V 피트 에너지 장벽 높이는 TD에서 비복사 재결합을 효과적으로 억제하여 내부 양자 효율(IQE)을 향상시킬 수 있습니다. 초격자층은 나노 레벨 V 피트를 작동하고 고효율 청색 파장 InGaN/GaN LED를 달성하기 위해 최상의 V 피트 크기를 얻는 데 사용됩니다.

자세한 내용은 다음 주소로 이메일을 보내주십시오. [email protected][email protected].

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